Discovery of peptide biomarkers for meat identification purposes using proteomic approaches
Protoemik yaklaşımlar kullanılarak et tanımlama amaçlı peptit biyobelirteçlerinin keşfi
- Tez No: 961252
- Danışmanlar: PROF. DR. NEVİN GÜL KARAGÜLER, DR. EVREN SABAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyokimya, Kimya, Biochemistry, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 117
Özet
Gıda güvenliği, insan sağlığını tehdit eden en önemli sorunlardan biri olarak kabul edilmektedir. Gıda sahtekârlığı vakaları arasında, et ürünleri sahip oldukları yüksek piyasa değeri ve dini ya da etik kaygılara yol açabilmeleri nedeniyle geniş bir paya sahiptir. Bu tür sahtekârlıkların önüne geçebilmek için birçok yasal önlem alınmış olmasına rağmen, gıda tağşişine ilişkin raporlar alarm verici düzeydedir. Bu durum, özellikle işlenmiş gıda ürünlerinde bileşimin ve orijinalliğin doğrulanması için hassas, doğru ve güvenilir yöntemlere olan talebin arttığını vurgulamaktadır. Son yıllara kadar, protein ve nükleik asit temelli yöntemlerden enzim bağlantılı immünosorbent analizi (ELISA) ve polimeraz zincir reaksiyonu (PCR), işlenmiş ve işlenmemiş gıda ürünlerinde tür tayini için yaygın olarak kullanılmıştır. Ancak, bu yöntemler özellikle DNA'nın bütünlüğünün bozulması, protein denatürasyonu ve kontaminasyon riski nedeniyle işlenmiş et ürünlerinde güvenilir olmayan sonuçlar verebilmektedir. Son birkaç yıldır, sıvı kromatografi-ardışık kütle spektrometresi (LC-MS/MS) kullanılan protein tabanlı analizler, hassas ve doğru tespit yapma potansiyelleri nedeniyle önem kazanmıştır. Ancak, bu alandaki çalışmaların çoğunluğu nitel ya da yarı nicel değerlendirmelere odaklanırken, nicel yöntemlere yeterince dikkat edilmediği görülmektedir. Bu tez çalışmasının amacı, et ürünlerinde domuz türüne özgü peptit biyobelirteçlerinin tespiti ve nicel analizi için yüksek hassasiyette ve kantitatif bir LC-MS/MS yöntemi geliştirmektir. Araştırmada, Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu (TÜBİTAK), Ulusal Metroloji Enstitüsü (UME) tarafından üretilen, sığır eti matrisi içinde %1, %5 ve %10 domuz eti ile %100 domuz eti ve %100 sığır eti içeren aday referans malzemeler (RM) kullanılmıştır. Analizler için gerekli stabilite, homojenlik ve dekontaminasyonu sağlayan bu aday RM'lerden protein ekstraksiyonu, maksimum verim elde etmek için çeşitli lizis tamponları kullanılarak optimize edilmiştir. Elde edilen proteinler, Filtre Destekli Numune Hazırlama (FASP) yöntemiyle triptik sindirime tabi tutulmuş, ardından peptit karışımları LC-MS/MS ile analiz edilmiş ve yalnızca domuz türüne ait olan proteotipik peptitler detaylı proteomik analizler sonucunda belirlenmiştir. Proteotipik peptitlerin değişen miktarlarda domuz eti içeren aday RM'ler içinde tespit edilebilirliğinin doğrulanması için paralel reaksiyon izleme (PRM) yöntemi kullanılmıştır. Hem sentetik peptitler hem de bunların kararlı izotop etiketli (SIL) analogları, analiz kapsamını genişletmek ve kesin kantitatif sonuçlar elde etmek amacıyla ticari olarak sentezlettirilmiştir. Sentetik peptitlerdeki amino asit içeriğini belirlemek ve peptit ilişkili safsızlıkları tanımlamak için Peptit Safsızlığı Düzeltilmiş Amino Asit (PICAA) analizi gerçekleştirilmiştir. Daha sonra, sentetik peptitlerin kalibratör, SIL analoglarının ise iç standart olarak kullanıldığı bir peptit bazlı kalibrasyon stratejisi uygulanmıştır. Bu yaklaşım, izotop-seyreltme kütle spektrometrisi (IDMS) ile birleştirilerek aday RM'lerdeki doğal peptitlerin kesin bir şekilde miktar tayinine olanak sağlamıştır. Geliştirilen yöntem, et ürünlerinde tağşişin tespit edilmesinin yanı sıra, bu tağşişin hassas bir şekilde nicel analizini de mümkün kılmaktadır. Bu üstünlük, geleneksel yöntemlerle karşılaştırıldığında, gıda güvenliği uygulamaları, düzenleyici denetimler ve gıda endüstrisindeki kalite kontrol süreçleri gibi daha geniş kapsamlı uygulamalar için önemli bir potansiyel oluşturmaktadır. Bu çalışma, gıda sahtekârlığının tespiti alanındaki bilimsel birikime katkıda bulunurken, tüketici sağlığını ve güvenini korumaya yönelik faydalı çözümler sunmuştur. Ayrıca et tağşişi gibi kritik bir sorunu ele alarak, gelişmiş analitik yöntemlerin yüksek hassasiyette ve kantitatif proteomik yaklaşımlarla gıda güvenliği uygulamalarına entegrasyonunun önemini vurgulamaktadır.
Özet (Çeviri)
Food safety is recognized as one of the most severe issues endangering human health. Among various cases of food fraud, meat products constitute an extensive proportion due to their high market value and the religious or ethical concerns they may raise. Even though numerous legal measures have been taken to prevent such fraudulent practices, food adulteration reports are alarmingly prevalent. This fact highlights the increasing demand for sensitive, accurate, and reliable techniques for confirming the composition and authenticity of meat products, especially in processed food products where such practices are more prominent. Until recently, protein and nucleic acid-based methods such as enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) and polymerase chain reaction (PCR) were employed to identify species in raw and processed food. However, these methods might generate unreliable results especially when applied to processed meat due to DNA degradation, protein denaturation, and risk of contamination. Over the past few years, protein-based analyses employing liquid chromatography-tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) have gained importance because of their promise for sensitive and accurate detection. However, the majority of studies in this field has centered on qualitative or semi-quantitative assessments, whereas little attention has been paid to quantitative methods. The research utilized the candidate reference materials (RMs), containing 1%, 5%, and 10% pork meat in beef matrix, as well as 100% pork meat and 100% beef meat. They were produced by Bioanalysis Laboratory of Scientific and Technological Research Council of Turkey (TUBITAK), National Metrology Institute (UME). Protein extraction from these candidate RMs, which provided the required stability, homogeneity and decontamination for analyses, was optimized using various lysis buffers to obtain maximum yield. The extracted proteins were subjected to tryptic digestion using Filter-Aided Sample Preparation (FASP) method, followed by the analysis of peptide mixtures by LC-MS/MS, and the pork-specific proteotypic peptides were determined through the in-depth proteomic analyses. Parallel reaction monitoring (PRM) was used for the validation of the detection of these proteotypic peptides in candidate RMs, especially with varying levels of pork meat content. Also, both synthetic biomarker peptides and their stable isotope-labeled (SIL) analogs were synthesized commercially in order to expand the scope of analysis and obtain absolute quantification results. Peptide impurity corrected amino acid (PICAA) analysis was carried out to determine the amino acid contents in synthetic peptides and identify peptide-related impurities. Subsequently, a peptide-based calibration strategy was employed using synthetic peptides as calibrators and their SIL analogs as internal standards. This approach, together with the isotope dilution mass spectrometry (IDMS), enabled the precise quantification of natural peptides in candidate RMs. The developed method not only allows the determination of the presence or absence of adulteration in meat products but also provides accurate quantification of the detected adulteration. Compared to conventional methods, this capability represents a remarkable advancement that exhibits significant potential for wider food safety applications, such as regulatory enforcements and quality control processes in the food industry. The results of this study contributed to the advancement of scientific insights in the field of food fraud detection while offering useful solutions for protecting consumer health and trust. This work emphasizes the significance of integrating advanced analytical methods into food safety practices by employing a highly sensitive and quantitative proteomic approach to address the critical issue of meat adulteration.
Benzer Tezler
- Darbepoetin tedavisinin Apolipoprotein E yetmezlikli (Apoe knock-out) farelerde ateroskleroz gelişimindeki rolü ve aterosklerozda protein değişikliklerinin incelenmesi
The role of darbepoetin treatment on improvement of atherosclerosis in Apolipoprotein E knock-out (apoe knock-out) mice and proteomic analysis of differential protein expression in atherosclerosis
EVRİM ÖZDEMİR
- Hemodiyaliz hastalarında kalp tipi yağ asidi bağlayıcı protein, pro-brain natriuretik peptit ve troponin T düzeyleri, kardiyak yapı ve sorunlar ile ilişkisi
The levels of pro-BNP and Tn-T in HH patients and the relationship between cardiac strucrure and disorders
SİBEL SARI
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2010
NefrolojiMersin Üniversitesiİç Hastalıkları Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AHMET ALPER KIYKIM
- Meme kanserinin moleküler alt tiplerinde hedefleyici peptitin ortak reseptörünün araştırılması
Investigation of the common receptor of a targeting peptide in molecular subtypes of breast cancer
ZEYNEP KILINÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
BiyokimyaYıldız Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BARBAROS NALBANTOĞLU
DR. ÖĞR. ÜYESİ GAMZE YEŞİLAY
- Erişkin ağır astım hastalarında mononükleer hücrelerin proteomik profillerinin belirlenmesi ve tedavi duyarlılığı ile ilişkisi
Determination of proteomic profiles of mononuclear cells in adult severe asthma patients and their relationship with treatment sensitivity
BENGÜ ÇÜRÜK GÜRBÜZ
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2024
Göğüs HastalıklarıÇukurova ÜniversitesiGöğüs Hastalıkları Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YASEMİN SAYGIDEĞER
- Designing peptides that can bind to glial fibrillary acidic protein to be used in early detection of alzheimer's disease
Alzheimer hastalığının erken tespitinde kullanılmak üzere glial fibriller asidik proteinine bağlanan peptitlerin tasarımı
MOSLEM KARROUM
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Biyofizikİstanbul Medipol ÜniversitesiBiyomedikal Mühendisliği ve Biyoenformatik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZGE ŞENSOY
DOÇ. DR. SEFER BADAY